Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) создали комплекс из двух установок: безмасочного фотолитографа и плазменной установки травления. При помощи оборудования можно создавать наноструктуры для микроэлектроники. Что известно о новой разработке и как ее собираются использовать?
Суверенная литография без масок
Впервые в России на высоком уровне заговорили о безмасочной литографии совсем недавно и, казалось бы, за столь сжатые сроки невозможно ничего представить, так как это направление новое и довольно малоизученное. Однако удивление вызвал анонс СПбПУ. Специалисты научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии» политехнического университета представили не только сам литографический сканер, но и плазменную установку травления, которая до текущего момента в микроэлектронике нигде в принципе не применялась, и к тому же ученые заявляют, что это — промышленный образец.
Процесс работы с комплексом выглядит так: на первой установке, литографе, получают изображение на подложке, то есть без специальной маски. Далее плазменная установка травления использует полученный рисунок, чтобы сформировать наноструктуру или создать кремниевую мембрану (она нужна для судовых датчиков избыточного давления, например). Создатели отмечают, что разработка — значимый шаг на пути к технологическому суверенитету.
«Созданные на установке плазмохимического травления мембраны превосходят по надежности и чувствительности изготовленные методами жидкостного или лазерного травления. Кроме того, они являются полностью отечественным продуктом», — сообщил руководитель научной группы, заведующий лабораторией «Технологии материалов и изделий электронной техники» СПбПУ Артем Осипов (РИА Новости).
Значит ли это, что Россия теперь сможет потеснить таких гигантов, как TSMC, Samsung и ASML?
Дешевле, чем у конкурентов, но для других целей
Если бы Россия в один миг создала оборудование, превосходящее иностранные аналоги, это стало бы откровенной издевкой над лидерами рынка, которые потратили на разработку технологии масочной литографии более 30 лет и триллионы долларов. Российский безмасочный нанолитограф стоит всего 5 млн рублей, что намного, просто несопоставимо дешевле, чем зарубежные, цена которых оценивается в десятки миллиардов. Но почему так?
В СПбПУ сделали действительно прорывную разработку. Но есть нюанс. Что касается сфер применения, ученые утверждают, что «спектр задач широкий». Возможно, вы удивитесь, но про изготовление процессоров здесь ни слова:
«Например, в радиолокационном оборудовании возможно увеличение срока службы приборов более чем в 20 раз. А применение технологии при производстве солнечных панелей позволяет уменьшить их вес и габариты, дает возможность работы в пасмурную погоду при сохранении КПД».
Судя по всему, литограф хоть и есть, да не совсем тот. Если говорить о безмасочной технологии в целом, она обходится существенно дешевле масочной, но вот по производительности сильно уступает, а потому для производства в промышленных объемах не применяется. Зато она хороша для узконаправленных задач по типу тех же научных экспериментов, исследований и т. д.
Для справки:
«Использование метода безмасочной литографии предполагает большие затраты времени и наличие сложных установок как для нанесения рисунка на поверхность, так и для управления «пером». Поэтому данная методика не получает широкого распространения для изготовления планарных схем в промышленных масштабах. Тем не менее она находит широкое применение для решения научно-исследовательских задач» — Т.И. Данилина, И.А. Чистоедова «ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СОЗДАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ОБЪЕКТОВ НАНОЭЛЕКТРОНИКИ» (учебное пособие).
К сожалению, не озвучена длина волны, так что рассуждать о результате сложно. Хотя и было бы не сильно критично, если бы она была равна примерно 250 или 500 нм. Тоже был бы неплохой результат для пробы пера в безмасочной литографии.
Быть может, этот опыт в дальнейшем поможет создать как раз тот самый литограф, который вполне сможет поконкурировать с именитыми компаниями. Если серьёзно инвестировать в это направление, Россия действительно сможет пройти путь, на который иностранным специалистам понадобилось больше 30 лет, за считанные годы и с на порядок лучшим результатом. И тогда действительно можно будет представить, каким будет будущее Intel, AMD и Nvidia и лица представителей администрации Белого дома, что держатся за эти технологии, как за кольцо всевластия.
У России явно есть перспективы: СПбПУ написал даже собственное ПО для работы установки, и она отличается высоким уровнем автоматизации, а сейчас ученые планируют внедрить еще и искусственный интеллект. Но, подчеркнём ещё раз: всё это надо поддерживать, в это надо инвестировать и под это надо создавать производственные мощности, чтобы в среднесрочной перспективе эти наработки дали старт масштабному производству процессоров, пусть даже и не по самым современным нормам. Такие микросхемы будут по цене чеснока, и в количественном отношении 70% рынка занимают именно они. И тогда можно будет потеснить с этого рынка всех конкурентов. А когда это всё начнёт приносить прибыль, уже начать развиваться в сторону уменьшения техпроцесса.
🚫Мы много сил вкладываем в качество статей. Поддержите нас лайком и подпиской, если вам это нравится.
Читайте также:
Материал создан при поддержке проекта SFERA
